CN210041332U - 基于lora的有载调压装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于LORA的有载调压装置，包括用于连接在架空线路和变压器的高压侧之间的有载调压开关，用于连接有载调压开关的调压控制设备，用于连接变压器的低压侧的低压侧电压采集模块，以及用于连接计量表计的进线侧的末端电压监测设备；其中，调压控制设备包括第一处理器和第一LORA通信模块；末端电压监测设备包括第二处理器，第二LORA通信模块以及末端电压采集模块；第一LORA通信模块连接第二LORA通信模块；第一处理器分别连接有载调压开关，第一LORA通信模块和低压侧电压采集模块；第二处理器分别连接第二LORA通信模块和末端电压采集模块。通过第一LORA通信模块和第二LORA通信模块通信连接，使得末端电压数据的稳定传输，提高了信号传输稳定性。

Description

基于LORA的有载调压装置

技术领域

本申请涉及配电网技术领域，特别是涉及一种基于LORA的有载调压装置。

背景技术

我国配电网使用的配电变压器主要有油浸式和干式两种，以架空配网为主的农网，主要使用无励磁调压油浸式配电变压器(下简称为油变)为主。在季节性负荷波动大的用电场所，需停电进行调压，影响供电可靠性。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统的有载调压变压器在调压过程中，容易出现装置信号掉线等情况，信号传输稳定性差。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的有载调压变压器在调压过程中，容易出现装置信号掉线等情况，信号传输稳定性差的问题，提供一种基于LORA的有载调压装置。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种基于LORA的有载调压装置，包括用于连接在架空线路和变压器的高压侧之间的有载调压开关，用于连接有载调压开关的调压控制设备，用于连接变压器的低压侧的低压侧电压采集模块，以及用于连接计量表计的进线侧的末端电压监测设备；

其中，调压控制设备包括第一处理器和第一LORA通信模块；末端电压监测设备包括第二处理器，第二LORA通信模块，以及用于连接计量表计的进线侧的末端电压采集模块；

第一LORA通信模块连接第二LORA通信模块；第一处理器分别连接有载调压开关，第一LORA通信模块和低压侧电压采集模块；第二处理器分别连接第二LORA通信模块，末端电压采集模块。

在其中一个实施例中，第一LORA通信模块包括第一LORA通信电路以及连接第一LORA通信电路的增益天线；

增益天线用于与第二LORA通信模块通信连接。

在其中一个实施例中，调压控制设备还包括信号适配器；

信号适配器的一端连接有载调压开关，另一端连接第一处理器。

在其中一个实施例中，调压控制设备还包括连接第一处理器的电源模块。

在其中一个实施例中，低压侧电压采集模块包括设于变压器的低压侧的第一电压传感器，以及连接在第一电压传感器与第一处理器之间的第一AD采集电路。

在其中一个实施例中，第一电压传感器为卡扣式传感器。

在其中一个实施例中，末端电压监测设备还包括连接在第二处理器与计量表计的进线侧之间的电源转换电路。

在其中一个实施例中，末端电压采集模块包括设于计量表计的进线侧的第二电压传感器，以及连接在第二电压传感器与第二处理器之间的第二AD采集电路。

在其中一个实施例中，第二电压传感器为卡扣式传感器。

在其中一个实施例中，有载调压开关为真空永磁调压开关。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

基于第一LORA(Long Range，长距离)通信模块连接第二LORA通信模块；第一处理器分别连接有载调压开关，第一LORA通信模块和低压侧电压采集模块；第二处理器分别连接第二LORA通信模块和末端电压采集模块。末端电压采集模块可采集计量表计的进线侧的末端电压数据，并可向第二处理器传输采集到的末端电压数据；第二处理器可通过第二LORA通信模块将末端电压数据传输给调压控制设备；调压控制设备的第一处理器可通过第一LORA通信模块接收末端电压数据；低压侧电压采集模块可采集变压器低压侧的低压侧电压数据，并将采集到的低压侧电压数据传输给第一处理器。第一处理器可用来比对低压侧电压数据与末端电压数据，并在满足预设调压条件时，触发有载调压开关装置启动调压功能，使得有载调压开关装置调节有载调压变压器的高压侧电压，实现对有载调压变压器的不停电自动调压。通过第一LORA通信模块和第二LORA通信模块相互通信，进而保证末端电压数据的稳定传输，防止装置信号掉线，提高了信号传输稳定性。

附图说明

图1为一个实施例中基于LORA的有载调压装置的第一结构示意图；

图2为一个实施例中基于LORA的有载调压装置的第二结构示意图；

图3为一个实施例中基于LORA的有载调压装置的第三结构示意图；

图4为一个实施例中基于LORA的有载调压装置的第四结构示意图；

图5为一个实施例中基于LORA的有载调压装置的第五结构示意图；

图6为一个实施例中基于LORA的有载调压装置的第六结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

传统的用于有载调压油浸式配电变压器的电参量采集装置，大多采用RS485(RS-485通信)、4G(the 4th Generation mobile communication technology，第四代移动通信技术)或GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)通信方式进行数据传送。农网大多数分支线路的线路距离较长，所在位置偏僻，线路末端的电压采集假如采用上述几种通信方式实现数据传输，容易出现装置信号掉线等情况。

而本申请提供的一种基于LORA的有载调压装置中，基于第一LORA通信模块和第二LORA通信模块相互通信，通过采用LORA无线通信方式传输远距离数据，具有通信距离长、抗干扰能力强等特点，即便在偏远地区也能可靠的完成数据传输。进而保证末端电压数据的稳定传输，防止装置信号掉线，提高了信号传输稳定性。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于LORA的有载调压装置，包括用于连接在架空线路和变压器的高压侧之间的有载调压开关110，用于连接有载调压开关110的调压控制设备120，用于连接变压器的低压侧的低压侧电压采集模块130，以及用于连接计量表计的进线侧的末端电压监测设备140。

其中，调压控制设备120包括第一处理器122和第一LORA通信模块124；末端电压监测设备140包括第二处理器142，第二LORA通信模块144，以及用于连接计量表计的进线侧的末端电压采集模块146。第一LORA通信模块124连接第二LORA通信模块144；第一处理器122分别连接有载调压开关110，第一LORA通信模块124和低压侧电压采集模块130；第二处理器142分别连接第二LORA通信模块144，末端电压采集模块146。

具体而言，架空线路主要指架空明线，架设在地面之上，是用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路。变压器可以是有载调压变压器；例如，变压器可以是无励磁调压油浸式配电变压器。计量表计可以是电度表，可用来测量线路中在某一时间间隔内流过的电能总量的仪表；计量表计可连接在用电设备的进线端，用来对用电设备的耗电计量。有载调压开关110可用来在保证不中断负载电流的情况下，实现变压器绕组中分接头之间的切换，从而改变绕组的匝数，即变压器的电压比，最终实现调压的目的。低压侧电压采集模块130可用来采集变压器的低压侧的电压数据(即低压侧电压数据)。末端电压监测设备140可用来采集计量表计的进线侧的电压数据(即末端电压数据)，还可用来远程传输末端电压数据。调压控制设备120可用来对低压侧电压数据和末端电压数据进行比对处理，还可用来触发有载调压开关110启动调压功能。

第一处理器122指的是具有信号处理和信号传输等功能的器件；例如第一处理器122可以是单片机。第一LORA通信模块124指的是基于LORA通信协议进行通信的无线通信模块。第二处理器142指的是具有信号处理和信号传输等功能的器件；例如第一处理器142可以是单片机。第二LORA通信模块144指的是基于LORA通信协议进行通信的无线通信模块。末端电压采集模块146可用来采集计量表计的进线侧的电压数据(即末端电压数据)。

进一步的，基于调压控制设备120靠近变压器设置，末端电压监测设备140靠近分支线路末端的计量表计设置；通过末端电压采集模块146连接在第二处理器142和计量表计的进线侧之间，第二处理器142连接第二LORA通信模块144，第二LORA通信模块144与第一LORA通信模块124通信连接，第一LORA通信模块124连接第一处理器122。末端电压采集模块146可采集计量表计进线侧的电压数据(即末端电压数据)，并将采集的末端电压数据传输给第二处理器142；第二处理器142可启动第二LORA通信模块144，使得第二LORA通信模块144与第一LORA通信模块124匹配连接，第二处理器142可将末端电压数据依次通过第二LORA通信模块144和第一LORA通信模块124传输给第一处理器122，进而实现末端电压数据的可靠传输，提高数据传输稳定性。

基于有载调压开关110的进线端连接架空线路，有载调压开关110的出线端连接变压器的高压侧(例如，有载调压开关110的出线端通过对接端子连接变压器的高压侧线圈)，有载调压开关110的控制端连接第一处理器；低压侧电压采集模块130的连接在第一处理器122和变压器的低压侧(例如低压侧电压采集模块130连接变压器的低压侧线圈)。低压侧电压采集模块130可采集变压器低压侧的电压数据(即低压侧电压数据)，并将采集到的低压侧电压数据传输给第一处理器122；第一处理器122可比对低压侧电压数据与末端电压数据，并在满足预设调压条件时，触发有载调压开关110启动调压功能，使得有载调压开关110调节有载调压变压器的高压侧电压，实现对变压器的不停电自动调压。

例如，第一处理器122在比对低压侧电压数据大于末端电压数据，触发有载调压开关110启动降压功能，使得有载调压开关110降低有载调压变压器的高压侧电压；第一处理器122在比对低压侧电压数据小于末端电压数据，触发有载调压开关110启动升压功能，使得有载调压开关110升高有载调压变压器的高压侧电压，进而实现对变压器的不停电自动调压。

上述的基于LORA的有载调压装置中，可通过第一LORA通信模块124和第二LORA通信模块144相互通信，保证末端电压数据的稳定传输，防止装置信号掉线，提高了信号传输稳定性，进而可实现对有载调压变压器的自动调压的精确性。

在一个实施例中，如图2所示，第一LORA通信模块124包括第一LORA通信电路222以及连接第一LORA通信电路222的增益天线224；增益天线224用于与第二LORA通信模块144通信连接。

其中，增益天线224可用来增强信号强度

具体地，基于第一LORA通信电路222连接在第一处理器122和增益天线224之间，第一LORA通信电路222可通过增益天线224接收第二LORA通信模块144传输的末端电压数据，并将接收到的末端电压数据传输给第一处理器122，实现第一处理器122实时接收到末端电压数据，防止数据丢失，进而第一处理器122可实时根据末端电压数据和低压侧电压数据的实际情况触发有载调压开关110，通过有载调压开关110对变压器进行实时调压。

在一个示例中，第一处理器122还可将电压数据(末端电压数据和低压侧电压数据)或历史数据通过第一LORA通信电路222和增益天线224上传至后台终端，进而后台终端可实时监测调压控制过程。

在一个具体的实施例中，如图2所示，调压控制设备120还包括信号适配器126；信号适配器126的一端连接有载调压开关110，另一端连接第一处理器122。

其中，信号适配器126可用来将第一处理器122向有载调压开关110传输的触发信号转成无源接点信号，进而有载调压开关110可识别无源接点信号，并进行相应的调压控制。

具体地，第一处理器122在判断满足调压调节时，可向信号适配器126输出用来触发有载调压开关110的触发信号；信号适配器126可对触发信号进行转换得到无源接点信号，并将无源接点信号传输给有载调压开关110，进而触发有载调压开关110启动相应的调压功能，实现对变压器的不停电自动调压。

在一个具体的实施例中，如图2所示，调压控制设备120还包括连接第一处理器122的电源模块128。

其中，电源模块128可以是独立的电源模块，例如电源模块128可以是蓄电池；电源模块128还可以是中间转换的电源模块，例如电源模块128可接入变压器的低压侧，对变压器低压侧的电能转换为满足第一处理器122使用的电能。

在一个实施例中，如图3所示，低压侧电压采集模块130包括设于变压器的低压侧的第一电压传感器132，以及连接在第一电压传感器132与第一处理器122之间的第一AD(Analog-to-Digital，模数)采集电路134。

其中，第一电压传感器132可用来测量变压器的低压侧的电压信号。在一个示例中，第一电压传感器132为卡扣式传感器；卡扣式传感器可通过卡扣的方式安装在变压器的低压侧的线缆上。第一AD采集电路134可用来对第一电压传感器132测量到的电压信号进行模数转换，得到低压侧电压数据。

具体地，基于第一AD采集电路134连接在第一电压传感器132和第一处理器122之间，第一AD采集电路134可对第一电压传感器132测量到的电压信号进行采样，得到低压侧电压数据(即数字电压信号)。

在一个实施例中，如图4所示，末端电压监测设备140还包括连接在第二处理器142与计量表计的进线侧之间的电源转换电路148。

其中，电源转换电路可用来对电能进行转换，例如电源转换电路可接入计量表计的进线侧，对计量表计进线侧的电能转换为满足第二处理器使用的电能。

在一个具体的实施例中，如图4所示，末端电压采集模块146包括设于计量表计的进线侧的第二电压传感器322，以及连接在第二电压传感器322与第二处理器142之间的第二AD采集电路324。

其中，第二电压传感器322可用来测量计量表计的进线侧的电压信号。在一个示例中，第二电压传感器322为卡扣式传感器；卡扣式传感器可通过卡扣的方式安装在计量表计的低压侧的线缆上。第二AD采集电路324可用来对第二电压传感器322测量到的电压信号进行模数转换，得到末端电压数据。

具体地，基于第二AD采集电路324连接在第二电压传感器322和第二处理器142之间，第二AD采集电路324可对第二电压传感器322测量到的电压信号进行采样，得到末端电压数据(即数字电压信号)。

在一个具体的实施例中，有载调压开关为真空永磁调压开关。真空永磁调压开关出线端可通过对接端子连接变压器的高压侧，真空永磁调压开关进线端连接架空线路，真空永磁调压开关的控制端与可通过航空插座连接调压控制设备。安装完毕后，可将有载调压开关内置在油箱并在油箱内灌满绝缘油，起到绝缘作用。

在一个实施例中，如图5和图6所示，变压器可以是三相四线制的变压器，变压器的低压侧通过户外交流配电箱连接计量表计的进线端，计量表计的出线端连接用电设备；户外交流配电箱可包括进线开关和多个与计量表计一一对应连接的出线开关。其中，变压器在加装时，需拆除高压套管及无励磁分接开关。元件拆除后，根据接线原理图对各个线圈抽头进行标号，完成后等待下一道工序。

真空永磁调压开关的进线端可通过高压进线套管连接三相架空线路，真空永磁调压开关的出线端通过对接端子连接变压器高压侧线圈，真空永磁调压开关的控制端通过航空插座连接调压控制设备的信号适配器。上述工序完成后，将对接端子插入到原变压器的高压套管固定孔，通过固定螺丝进行紧固，并参照调压接线原理图完成线圈抽头与对接端子的对接。

调压控制设备可由第一处理器、信号适配器、电源模块、第一LORA通信电路和增益天线组成，第一处理器分别连接低压侧电压采集模块、信号适配器、电源模块和第一LORA通信电路。低压侧电压采集模块与变压器低压侧线圈的低压出线瓷瓶连接，用于对变压器的低压侧的电压信号进行采样。第一处理器通过航空插座连接真空永磁调压开关，用于控制有载调压开关。电源模块为整个调压控制设备提供工作电源，电源模块可与变压器的低压侧连接。第一LORA通信电路负责把电压数据及历史数据上传到后台终端，增益天线与第一LORA通信电路相连，用于增加信号强度。

末端电压监测设备可由电源转换电路、第二处理器、第二LORA通信模块和末端电压采集模块组成。末端电压监测设备可安装在分支线路末端的计量表计进线侧，第二处理器分别连接的第二LORA通信模块、电源转换电路和末端电压采集模块；末端电压采集模块可包括卡扣式电压传感器和AD采集电路。电源转换电路可获取计量表箱的三相电源；第二处理器可接收AD采集模块采集到末端电压数据，并将末端电压数据传输到通过第二LORA通信模块、以Modbus协议格式反馈到调压控制设备。其中，采集电路与卡扣式传感器连接，卡扣式传感器采用卡扣的方式安装在用户设备的进线侧线缆上。

上述的有载调压开关控制系统中，通过第一LORA通信模块和第二LORA通信模块相互通信，进而保证末端电压数据的稳定传输，防止装置信号掉线，提高了信号传输稳定性。同时可实时根据变压器的低压侧电压以及分支线路末端的用户设备的进线侧电压的实际情况进行调压，实现对变压器的不停电自动调压。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于LORA的有载调压装置，其特征在于，包括用于连接在架空线路和变压器的高压侧之间的有载调压开关，用于连接有载调压开关的调压控制设备，用于连接所述变压器的低压侧的低压侧电压采集模块，以及用于连接计量表计的进线侧的末端电压监测设备；

其中，所述调压控制设备包括第一处理器和第一LORA通信模块；所述末端电压监测设备包括第二处理器，第二LORA通信模块，以及用于连接所述计量表计的进线侧的末端电压采集模块；

所述第一LORA通信模块连接所述第二LORA通信模块；所述第一处理器分别连接所述有载调压开关，所述第一LORA通信模块和所述低压侧电压采集模块；所述第二处理器分别连接所述第二LORA通信模块，所述末端电压采集模块。

2.根据权利要求1所述的基于LORA的有载调压装置，其特征在于，所述第一LORA通信模块包括第一LORA通信电路，以及连接所述第一LORA通信电路的增益天线；

所述增益天线用于与所述第二LORA通信模块通信连接。

3.根据权利要求1所述的基于LORA的有载调压装置，其特征在于，所述调压控制设备还包括信号适配器；

所述信号适配器的一端连接所述有载调压开关，另一端连接所述第一处理器。

4.根据权利要求1所述的基于LORA的有载调压装置，其特征在于，所述调压控制设备还包括连接所述第一处理器的电源模块。

5.根据权利要求1所述的基于LORA的有载调压装置，其特征在于，所述低压侧电压采集模块包括设于所述变压器的低压侧的第一电压传感器，以及连接在所述第一电压传感器与所述第一处理器之间的第一AD采集电路。

6.根据权利要求5所述的基于LORA的有载调压装置，其特征在于，所述第一电压传感器为卡扣式传感器。

7.根据权利要求1所述的基于LORA的有载调压装置，其特征在于，所述末端电压监测设备还包括连接在所述第二处理器与所述计量表计的进线侧之间的电源转换电路。

8.根据权利要求1所述的基于LORA的有载调压装置，其特征在于，所述末端电压采集模块包括设于所述计量表计的进线侧的第二电压传感器，以及连接在所述第二电压传感器与所述第二处理器之间的第二AD采集电路。

9.根据权利要求8所述的基于LORA的有载调压装置，其特征在于，所述第二电压传感器为卡扣式传感器。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的基于LORA的有载调压装置，其特征在于，所述有载调压开关为真空永磁调压开关。

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